DE2237644B2

DE2237644B2 - Vorrichtung zum regeln von einflussgroessen bei kunststoff-spritzgussmaschinen

Info

Publication number: DE2237644B2
Application number: DE19722237644
Authority: DE
Original assignee: Sauerbruch, Ernst, 7702 Gottmadingen Elf·. Antrag auf Nichtnennung
Priority date: 1972-07-31
Filing date: 1972-07-31
Publication date: 1976-04-22
Also published as: GB1436338A; DE2237644A1; FR2194556B1; FR2194556A1

Description

eine sehr empfindliche Meßmethode handelt, besteht

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum auch die Gefahr, daß die Meßergebnisse durch andere Regeln von Einflußgrößen bei Kunststoff-Spritzgieß- ao Einflüsse, wie z. B. Temperaturschwankungen, vermaschinen, bei der als Regelgröße die nach beendeter fälscht werden.

Füllung der Spritzgießform aufgetretene Änderung Es ist ferner eine Spntzgießrnasehine bekanntge-

des Abstandes zwischen den Formhätften verwendet worden (DT-PS 11 52 250), bei der die Temperatur _wj_r(j des Plastifizierzylinders in Abhängigkeit von der Vis-

Eine Spritzgießmaschine dieser Art ist durch die as kosität der zwischen Düse und Schneckenkopf im DL-PS 66 020 bekanntgeworden. Die durch die riasufizierzylinder befindlichen Schmelze überwacht Kompression des eingespritzen Materials während und gesteuert wird. Die Viskosität der Spritzmasse und nach beendeter Füllung auftretende Druckende- wird durch Messen der Vorlaufzeit oder der Vorlauf - rung oder Form- oder Lageänderung beispielsweise geschwindigkeit der Schnecke oder des Einspritz- von Bauteilen des Werkzeuges oder der Schließein- 30 druckes während des Formfüllvorganges innerhalb heit werden als Ausgang für Folgefunktionen in der eines Arbeitstaktes festgestellt und mit einem vorher Maschinenablaufsteuerung und/oder Proeamnver- festgelegten Sollwert verglichen. Abweichungen von einrichtung verwendet. Dadurch soll eine Anpassung Viskositäts-Sollwert werden in Impulse verwandek, des Werkzeugfüll- und Nachdruckvorganges an Ge- die an Vorrichtungen zur Änderung der Temperatur gebenheiten des Werkzeuges sowie der geforderten 35 und damit der Viskosität der Schmelze weitergeleitet Spritzgußteilcharakteristik erreicht werden. Insbeson- werden. Die verwendeten Methoden zur Messung der dere soll die Reproduzierbarkeit der Umschaltung von Viskosität der Schmelze sind sehr aufwendig und Füll- auf Nachdruckphase gewährleistet sein. Diese empfindlich. Fehlerhafte Messungen können zu FehlBeeinflussung des Nachdruckes erfolgt stets innerhalb Steuerungen führen, wodurch die Qualität der Spritzdes gleichen Arbeitszyklus. Auf nachfolgende Arbeits- 40 teile nicht wie beabsichtigt verbessert, sondern verzyklen wird dabei kein Einfluß genommen. schlechten wird. Außerdem genügt die Beeinflussung

Durch die DT-OS 21 23 128 ist eine Vorrichtung der Zylindertemperatur aHein nicht für eine hohe und zum Steuern der Hublänge und des Endpunktes des gleichbleibende Qualität der Spritzgußteile. Spritzkolbenhubes einer Spritzgießmaschine bekannt- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, meh-

geworden. Die Lageänderung des Kolbens erzeugt ein 45 rere Einflußgrößen, die für die Qualität des Spritzelektrisches Signal, das zur Korrektur des Dosier- teils von Bedeutung sind, in Abhängigkeit einer einhubes für den nächstfolgenden Arbeitsablauf ver- zigen Gebergröße einzeln oder kombiniert mit Hilfe wendet wird. Nachteilig bei dieser bekannten Ausfüh- einet unempfindlichen, einfachen und kostensparenrung ist, daß als Regelgröße die Länge des Kolben- den Vorrichtung exakt zu regeln, hubes dient. Änderungen des Massevolumens, die 50 Gemäß dei Erfindung wird dies dadurch erreicht, während oder nach dem Einspritzen in die Form daß in Abhängigkeit von der Änderung des Abstandurch irgendwelche Einflüsse auftreten können, wer- des zwischen den Formhälften bei der Plastifizierden bei dieser Art der Regelung nicht erfaßt. Die und Einspritzeinheit der Staudruck beim Plastifizier-Folge davon ist, dpß eine einwandfreie und gleich- Vorgang und/oder der Dosierhub und/oder die Zylin- mäßige Qualität der Spritzgußteile nicht gewähr- 55 dertemperatur des Plastifizierzylinders für den oder leistet ist. die nachfolgenden Arbeitszyklen regelbar ist.

Eine weitere Spritzgießmaschine der euieangs er- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen

wähnten Art ist durch die DT-OS 20 30 108 bekannt- insbesondere darin, daß die für die Qualität der geworden. Während eines ersten Arbeitshubes des Spritzgußteile maßgeblichen Einflußgrößen automa-Einspritzmechanismus wird der Spitzendruck des pla- 60 tisch so geregelt werden, daß sie bei jedem Arbe.tsstifizierten Spritzgutes ermittelt. Dieser Spitzendruck z.yklus ihre optimale Einstellung haben. Tritt innerwird mit einem vorherbestimmten Bezui'sdruck ver- halb eines Arbeitszyklus eine Unregelmäßigkeit auf. glichen. Die ausgewertete Differenz zwischen den beispielsweise ein Überspritzen der Spritzgießform, beiden Druckwerten wird dazu verwendet, die Kraft so isi clic Folge davon eine größere Öffnungsbewekorrigicrcnd einzustelllen. mit der der Finsprit/- 65 ,au ng der Spritzgießform am Ende des Spritzvormechanismus auf die näcnste zu verspritzende Charge ganges. Gleichzeitig wird mit dieser größeren Öffdes plastifiz.iertcn Spritzsuitc- einwirkt Ok; Druck- längsbewegung beispielsweise der Dosierhub für ilen messun;; \\\·:<] dabei an der Ip".e'iw;!.n<.! des Form- nächsten Arbeitszvklus verrincert, damit weniger

Spritzmasse in die Spritzgießform gelangt und ein Überspriizen der Spritzgießform beim nächsten Arbeitszyklus verhindert wird. Die Eimlußgrößen Staudruck, Dosierhub und Zylindouemperatur können sich dadurch auf ihr Optimum einpendeln. Die Folge davon ist ein hoher Gleichmäßigkeitsgrad der Spritzgußteile in Form, Gewicht und Qualität. D arch den vorwählbaren Größenbereich der Formöffnungsbewegung, innerhalb dem keine Regelung der Einflußgrößen erfolgt, erhält das System eine gewisse Trägheit. Da die Regelung nur bei Über- oder Unterschreilungen Jieses Toleranzbereiches einsetzt, wird eine Selbstoptimierung der angesteuerten Einflußgrößen erreicht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher beschrieben ist.

Die schematische Zeichnung zeigt eine Spriizgießmaschine mit einer Spritzgießform 1, deren eine Formhälfte 2 auf einer beweglichen Formträgerplatte 3 und die andere Formhälfte 4 am Maschinengestell 5 befestigt ist. Die bewegliche Formträgerplatte 3 wird durch Hydraulikkolben 6 angetrieben, die in Schließzyündem 7 geführt sind. Der Spritzgießform 1 ist eine Einsprit7cinheit 8 mit einer PIustifizier- und Einspritzschnecke 9 zugeordnet. Durch einen Hydraulikkolben 10, der in einem Zylinder 11 geführt ist, kann die Plastifizier- und Einspnizschnecke 9 axial verschoben werden.

Die Spritzgießmaschine weist eine Distanzmeßeinrichtung zur Messung des Abstandes A zwischen der Formträgerplatte 3 und dem Maschinengestell 5 auf. Die Distanzmeßeinrichtung besteht aus einer an der beweglichen Formträgerplatte 3 angeordneten Meßstange 12, die mit einem am Maschinengestell 5 befestigten Meßkopf 13 zusammenwirkt. Vom Meßkopf 13 führt eine Steuerlcitung 14 zu einer Regeleinrichtung 15, die mit einem stufenlos regelbaren Druckbegrenzungsventil 16 verbunden ist. Das Druckbegrenzungsventil 16 ist in eine Druckleitung 17 geschaltet, die von einer Pumpe 18 zum Zylindern führt. Vor dem Eintritt der Druckleitung 17 in den Zylinder 11 ist ein Hydraulikschieber 19 angeordnet, durch den der Beginn und das Ende der axialen Verschiebung der Einspritzschneeke 9 eingeleitet wird.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Durch Einleitung von Drucköl in die Schließzylinder 7 wird die Spritzgießform 1 geschlossen und mit konstantem Druck zugehalten. Gleichzeitig wird die Distanzmeßeinrichtung 12, 13 durch Schließung eines Stromkreises aktiviert. Zur Einleitung des Spritzvorganges wird der Hydrauükschieber 19 geöffnet und die Einspritzschneeke 9 in Spritzrichtung axial verschoben. Sobald die Formnester gefüllt sind, entsteht ein Überdruck, der die Spritzgießform 1 zu öffnen versucht. Die bewegliche Formhälfte 2 wird um Bruchteile von Millimeter in Öffnungsrichtung bewegt. Die Größe dieser Öffnungsbewegung wird von der Distanzmeßeinrichtung 12, 13 gemessen und an die Regeleinrichtung 15 weitergegeben. Die Regeleinrichtung 15 kann ein handelsübliches, elektronisches Gerät sein mit einem einstellbaien Toleian7-bereich, der einem bestimmten zulässigen Distanzänderungsbereich der Fornnhäll'ten 2, 4 einspricht und innerhalb dessen Grenzen beispielsweise der Spritzdruck auf einem optimalen, konstanten Wert gehalten wird. Solange sich die Distanzänderung innerhalb dieser vorgeschriebenen Grenzen hält, erfolgt keine Änderung des Spritzdrucks. Ist aber die Formöffnungsbewegung kleiner als die untere Grenze des Toleranzbereichs, so ist dies ein Zeichen dafür, daß der Spitzdruck zu niedrig eingestellt war. Die Regeleinrichtung 15 regelt in diesem Fall das Druckbegrenzungsventil 16 für die nächsten Arbeitszyklen

ίο auf einen höheren Spritzdruck. Bei Überschreitung des Toleranzbereichs wird dagegen der Spritzdruck umgekehrt proportional zur Formöffnungsbewegung geregell. Infolge der größeren Formöffnungsbewegung wird vom Meßkopf 13 über die Steuerleitung 14 und die Regeleinrichtung 15 das Druckbegrenzungsventil 16 für die nächsten Arbeitszyklen auf einen niedrigeren Wert eingestellt. Das gilt auch in gleicher Weise für die Regelung des Nachdrucks.

Der beim Plastifizieren entstehende Staudruck kann durch Ansteuerung einer dem Zylinder 11 zugeordneten, einstellbaren Staudruckdrossel ebenfalls korrigiert werden. Dadurch wird eine mehr oder weniger hohe Viskosität der plastifizierten Masse erreicht.
Auch die Größe des Dosierhubes ist für den Füllungsgrad der Spritzgießform 1 maßgebend. Eine große Öffnungsbewegung der Spritzgießform 1 deutet auf einen zu großen Dosierhub hin. Vom Meßkopf 13 aus wird ein beispielsweise vor die Staudruckdrossel geschaltetes Schließventil angesteuert und der Zeitpunkt des Schließens des Ventils verändert. Beim nächsten Arbeitszyklus wird dann der Dosierhub infolge des früheren Schließzeitpunktes verkürzt und damit der Füllungsgrad der Spritzgießform 1 herabgesetzt.

Auch die Temperatur der Spritzmasse bzw. deren Viskosität kann auf diese Weise beeinflußt werden. Die Heizung des Plastifizierzylinders ist durch einen Temperaturregler, der über eine Steuerlcitung mit dem Meßkopf der Distanzmeßeinrichtung in Verbindung steht, regelbar.

An Stelle der Distanzmeßeinrichtung kann auch ein hydraulischer Meßkopf verwendet werden. In der Zuhaltestellung der Hydraulikkolben 6 herrscht in den Schließzylindern 7 ein konstanter Druck. Dieser Druck ändert sich durch die geringfügige Formöffnungsbewegung am Ende des Einspritzvorganges. Wird nun der hydraulische Meßkopf mit den Schließzylindern 7 verbunden, so wird die Größe der Dme!.· änderung registriert. Durch eine Sleuerleitung ist der hydraulische Meßkopf über eine Regeleinrichtung mit dem jeweiligen Organ verbunden, durch das die entsprechende Einflußgröße in Abhängigkeit von der Druckänderung bzw. der Formöffnungsbewegung verändert werden kann.

Die Messung der Größe der Formöffnungsbewegung kann durch bekannte mechanische, elektrische, elektromechanische, hydraulische oder pneumatische Meßvorrichtungen erfolgen. Dabei ist die Meßvorrichtung durch eine Steuerleitung mit einer Regcl-

fio einrichtung und diese mit dem jeweiligen Organ verbunden, durch das die ansprechende Einflußgröße bei Unter- oder Überschreitung eines bestimmten 'idler,in/hereiches veränderbar ist. Die Größe dieses Tok-raii/.bereiches. innerhalb dessen die Organregehing auf Formöffnungsbewegungen nicht anspricht, ist vorbestimmbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

hohlraumes oder am vorderen Ende des Schnecken- Patentanspruch: oehäuses oder an der Spritzdüse durchgeführt. Die

En. aufgetretene Änderung des Abstandes zwi- Je en

^Meß

*£c&E£^ZttJ&*Sto ^messung in der Form selbst also an der Stelle keil voVder Änderung des Abstandes zwischen des Entstehens des Spntzterles ,st dagegen exakter. den Formhälften(2,4) bei der Plastifizier- und io Erhebliche Nachteile ergeben s.ch jedoch be, der be- Eins_Pritzeinheit(8) der Staudruck beim Plastifi- kannten Ausfuhrung dadurch daß m Innern der ziervorgang und oder der Dosierhub und/oder die Form ein Druckmeßfuhler angebrach werden muß. Zylindertemperatur des Plastifizierzylinders für Abgesehen von dem hohen Kostenaufwand der da- den oder die nachfolgenden Arbeitszyklen regel- mit verbunden .st kann d«e Qualität der Oberflache _{bar ist} ⁶ _l5 der Spritzteile durch den Meßfühler, der an der Innen

wandung Jer Feim dem Spritzdruck ausgesetzt sein

muß, nachteilig beeinflußt werden. Da es sich um